- 著者
-
池田 勝佳
- 出版者
- 北海道大学
- 雑誌
- 新学術領域研究(研究領域提案型)
- 巻号頁・発行日
- 2011-04-01
本研究では、①トップダウン的な手法による有機分子層のナノドメイン化と②ボトムアップ的な分子積層技術それぞれを確立し、両者を組み合わせた分子集積構造作成に関する技術開発を行うことで、単一分子では発現しない機能性が分子集積によって発現する可能性について検討を行ってきた。①については、チオール分子の単層膜における電気化学還元脱離と金ナノ粒子の単分子層表面への吸着に伴う電気2重層の空間変調を組み合わせて、ナノサイズの分子層ドメインを電極表面に構築する手法について詳細な検討を行った。その結果、分子層ナノドメインのサイズが本手法で制御可能であることが確かめられた。分子層ドメインサイズによって分子集合体に協奏的に発現する機能性の制御が期待される。また、②については、有機単分子膜上に金属錯体を配位結合によって固定する積層法に関して、様々な有機分子層を用いて系統的に検討を行い、分子集積法の基盤技術を確立した。分子集積による機能性発現については、昨年度に見出した金電極上の有機単分子膜における特異な電気化学応答について、更なる検討を加えた。金基板の面方位によって有機単分子層の分子密度を変え、電気化学電位による基板-分子間相互作用の変調によって駆動される分子膜構造の変化をラマン観測した。その結果、分子密度の高い時にだけ、特異な分子構造変化(2面角変化)が発現することが明らかになった。また、基板表面が原子・分子レベルで構造規制されていない粗表面では、このような電極電位に依存した2面角変化は全く確認されず、分子間相互作用によって発現する分子集積構造に特有の現象であることが確かめられた。以上のことから、分子間相互作用を適切に制御した分子ナノドメインにおいては、単一分子とは異なる性質を創発でき、精密な分子集積によってその機能を設計できる可能性が示された。